CARACTERISTICAS MÉDIAS DAS LINHAS DE INSTABILIDADE DURANTE O PERÍODO CHUVOSO DO WETAMC/LBA.
Julia Clarinda Paiva Cohen (1) Maria Assunção Faus da Silva Dias (2)
Wilheim Costa (1)
(1) Departamento de Meteorologia – Universidade Federal do Pará e-mail : jcpcohen@ufpa.br
(1) Departamento de Ciências Atmosféricas – Universidade de São Paulo e-mail : mafdsdia@model.iag.usp.br
ABSTRACT
During WETAMC/LBA Campaign there were observed 36 cases of squall lines during the period 24 January to 23 February. These systems are classified in three main types: Squall Lines associated to Coast squall lines (SLC); Squall Lines originated over Local Area of the WETAMC/LBA (SLL) and Squall Lines originated to the East of the area of the WETAMC/LBA (SLE). Among the 36 cases, 3 were SLC , 22 SLL and 11 SLE. The average lifetime of SLC, SLL, SLE was 11.5, 5, and 7.4 h, respectively.
Introdução
A convecção na região amazônica é um importante mecanismo de aquecimento da atmosfera tropical, e suas variações, em termos de intensidade e posição, exercem um papel fundamental na determinação do tempo e clima desta região. Segundo Figueroa e Nobre (1990), a liberação de calor durante a época chuvosa é tipicamente de 2,5°K x dia-1, o equivalente a uma precipitação de 10mm x dia-1.
Molion (1993), estudou as circulações de macro e mesoescala que atuam na Amazônia e os processos dinâmicos que organizam e promovem a precipitação naquela área. Os mecanismos que provocam chuva na Amazônia podem ser agrupados em 3 tipos: convecção diurna resultante do aquecimento da superfície e condições de larga escala favoráveis; linhas de instabilidade originadas na costa N-NE do litoral do Atlântico; aglomerados convectivos de meso e larga escala, associados com a penetração de sistemas frontais na região S-SE do Brasil e interagindo com a região Amazônica.
As linhas de instabilidade (LI) que se forma na costa atlântica da Amazônia são responsáveis pela formação de chuvas próximo à costa dos estados do Pará e Amapá, bem como na Amazônia Central. Estudos preliminares feitos por Cohen et al. (1989) mostraram que estas LI´s contribuem com 45% da chuva que cai durante o período chuvoso no nordeste paraense. Estas linhas são caracterizadas por possuir grandes conglomerados de nuvens Cumulo-nimbus e são formadas ao longo da costa devido à circulação de brisa marítima. Devido a suas dimensões, estas LI´s são facilmente observadas por imagens de satélite.
Durante o experimento de campo WETAMC/LBA, vários casos de linhas de instabilidade foram observados sobre o estado de Rondônia. Assim, o objetivo deste trabalho é encontrar as características médias desses sistemas nesse período.
Dados e Método
Durante o período de 24 de janeiro a 21 de fevereiro de 1999 foi realizado em Rondônia um experimento de campo denominado WETAMC/LBA. Esse experimento visou aumentar o
conhecimento sobre a Amazônia e sobre os impactos dos desmatamentos tanto do ponto de vista regional como do ponto de vista global enfocando, neste caso, a estação chuvosa. Nesse período foi instalada sobre Rondônia uma rede de estações de pluviômetros, radiossondas, radares, disdrômetros, balão cativo, etc.que permitem avaliar detalhadamente os sistemas atmosféricos sobre essa região. A Figura 1 ilustra os locais onde foram feitos os levantamento desses diversos dados.
Neste trabalho utiliza-se imagens do satélite meteorológico geoestacionário GOES-W nos canais infravermelho, visível e vapor d’água, com uma freqüência média de 30 minutos. Sobre essas imagens aplicou-se uma curva de realce com um intervalo de temperatura de 178 K a 310 K. A escolha deste intervalo de temperatura deve-se ao fato do mesmo distinguir, através da análise de temperatura do topo de nuvens, tanto as LI’s como os outros sistemas atmosféricos atuantes. A partir destas imagens realçadas foi possível avaliar a formação, desenvolvimento e dissipação das LI’s, através das temperaturas do topo das nuvens.
Baseado em imagens de satélite, o tempo de vida, dimensões horizontais e velocidade de propagação foram estimados utilizado-se a metodologia proposta por Cohen (1989). Considerando os centros mais ativos (temperatura do topo da nuvem de 210 K) foram determinados a largura e comprimento desse sistema nos horários de maior atividade convectiva. A determinação do tempo de vida das LI’s foi estimado a partir do horário de formação e dissipação visualizados nas imagens que apresentaram estes estágios. A velocidade média de propagação foi calculada tomando-se os pontos centrais da LI para estágios inicial e final e então determinando a latitude e longitude da LI para os estágios de formação e dissipação e o tempo transcorrido para a LI percorrer tal distância. A velocidade média aproximada da LI foi calculada dividindo esse espaço pelo tempo.
A classificação das LI’s foi feita considerando o local de formação das LI´s: As LI’s que se formaram em Rondônia foram chamadas de LSL (Local Squall Line - tipo 1) ; As LI’s que se formaram à leste de Rondônia foram chamadas de ESL (Eastern Squall Line - tipo 2) ; e as LI’s originadas das Linhas que se formam na costa atlântica foram chamadas de CSL (Coastal Squall Line - tipo 3) (Figura 2).
(a) ESL (b) LSL
(c) CSL
Figura 2 – Imagens de satélite no canal infravermelho : (a) LSL (Local Squall Line - tipo 1) ; (b)ESL (Eastern Squall Line - tipo 2) ; (c)CSL (Coastal Squall Line - tipo 3).
Resultados
Através da Fig. 3 verifica-se que a velocidade de propagação das linhas de instabilidade esteve entre 3 e 19 m/s, sendo que em 21 casos de LSL, a velocidade média de propagação ficou em torno de 9 m/s. Por outro lado, em 10 casos de ESL, a velocidade média foi de aproximadamente 11 m/s. No entanto, vale ressaltar que ocorreram apenas 3 casos de CSL, sendo que apenas 2 casos foram estimados a velocidade média. Esses casos apresentaram as maiores velocidades (~11 m/s).
Segundo Molion (1987), a velocidade média de propagação das linhas de instabilidade sobre a bacia Amazônica é de aproximadamente 10° longitude/dia, o que equivale a 12,8 m/s. De acordo com Fernandez (1982), a velocidade média das linhas de instabilidade sobre o Oeste da África é de 14,8 m/s, e sobre o Oceano Atlântico é de 14,61 m/s. A maioria das LI´s ocorridas na costa norte-nordeste da América do Sul apresentaram velocidade média entre 5 e 25 m/s. Analisando os resultados encontrados percebe-se que a velocidade de propagação das linhas de instabilidade durante o experimento WETAMC/LBA foi inferior àquelas encontradas na região tropical por outros autores.
O tempo de vida médio das LSL, ESL e CSL, é de 5, 7 e 9h respectivamente. Os tempos de vida encontrados nessas linhas de instabilidade são menores quando comparados com as linhas de instabilidade observadas sobre o Oeste da África (39,7 h) e sobre o Atlântico Leste (9,7h), porém possuem valores maiores do que as linhas de instabilidade na Venezuela (3,5h), (Fernandez 1982; Betts et al. 1976). O tempo de vida médio das LI´s da costa norte-nordeste da América do Sul varia entre 9 e 16 horas.
Desta forma, tal resultado sugere que as linhas de instabilidade ocorridas durante o experimento WETAMC/LBA tiveram a velocidade média de propagação e o tempo de vida positivamente correlacionadas, ou seja, quanto maior a velocidade de propagação, maior o tempo de vida das linhas de instabilidade.
O deslocamento continente adentro das LI’s, a largura e o comprimento podem ser vistos na Fig. 4. O máximo deslocamento encontrado foi da ordem de 2109 km, proveniente de uma CSL. De acordo com Fernandez (1982), o deslocamento médio das LI’s no Oeste da África é de 2100 km, enquanto que as LI’s na Venezuela tem trajetória média de 150 km (Betts et al., 1976). O deslocamento máximo encontrado para uma LI da ordem de 2000 Km na costa norte-nordeste da América do Sul Cohen et al. (1995). No presente trabalho as LI’s apresentaram um deslocamento médio de 236 km. O deslocamento das LI’s variou de 244 a 1554 km, ou seja, aproximadamente metade dos comprimentos mínimos e máximos observados por Cohen (1989), os quais foram 440 e 3000 km respectivamente. A maioria das linhas de instabilidade estudadas por Cohen et al. (1989) mostraram comprimentos entre 700 e 1900 km, enquanto que a largura estava entre 100 e 220 km. No presente trabalho, a largura das LI’s variou entre 55 e 222 km. Segundo Cohen et al. (1989), as dimensões médias das LI’s na Amazônia foram da ordem de 1400 km de comprimento e 170 km de largura. Por outro lado, as LI’s estudadas durante o WETAMC/LBA apresentaram dimensões médias de 779 km de comprimento e 128 km de largura. As dimensões médias das linhas de instabilidade na África são 750 km de comprimento e 433 km de largura (Fernandez, 1982), e na Venezuela são 98 km de comprimento e 29 km de largura (Betts et al. 1976).
Figura 3 – Tipos de Linhas de Instabilidade ocorridas durante o experimento WETAMC/LBA. Tipos de LI´s: 0 = Ausência; 1 = LSL; 2 = ESL; 3 = CSL .
Figura 4 - Tempo de vida (horas)e velocidade de propagação (ms-1) das linhas de instabilidade ocorridas durante o experimento WETAMC/LBA. Coluna vermelha – Velocidade e azul tempo de vida .
0 1 2 3 24/01/99 26/01/99 28/01/99 30/01/99 01/02/99 03/02/99 05/02/99 07/02/99 09/02/99 11/02/99 13/02/99 15/02/99 17/02/99 19/02/99 21/02/99 Data Tipo 0 2 4 6 8 1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 2 0 1/24/1999 1/25/1999 1/26/1999 1/27/1999 1/28/1999 1/29/1999 1/30/1999 1/31/1999 2/1/1999 2/2/1999 2/3/1999 2/4/1999 2/5/1999 2/6/1999 2/7/1999 2/8/1999 2/9/1999 2/10/1999 2/11/1999 2/12/1999 2/13/1999 2/14/1999 2/15/1999 2/16/1999 2/17/1999 2/18/1999 2/19/1999 2/20/1999 2/21/1999 D a t a
Figura 5 – Deslocamento, largura e comprimento das linhas de instabilidade ocorridas durante o experimento WETAMC/LBA
Conclusão
A análise de imagens realçadas (cores falsas), no canal infravermelho, mostrou que os centros ativos de convecção associados a estes sistemas (LSL, ESL, CSL) propagaram-se horizontalmente cerca de 146 km, 225 km e 1121 km, respectivamente. O deslocamento médio das LI’s durante o experimento foi aproximadamente 236 km. As dimensões médias dessas LI’s foram de 779 km de comprimento e 128 km de largura. A velocidade média de propagação das LSL, ESL, CSL foi de 9,54 m/s, 10,67 m/s e 10,72 m/s , respectivamente.
No período do experimento houve a penetração de várias frentes no Sul/Sudeste do Brasil, o que poderia interagir com a convecção tropical sobre a Amazônia; porém, as perturbações da convecção tropical associadas aos sistemas frontais propagam-se de Oeste para Leste, ou seja, no sentido contrário às LI’s. Assim, a presença de sistemas frontais próximos das LI’s geralmente não são favoráveis ao seu desenvolvimento.
Agradecimentos
As pesquisas relacionadas ao WETAMC/LBA foram financiadas pela FAPESP (Projeto n.º 1997/09926-9).
Referências Bibliograficas
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0 5 0 0 1 0 0 0 1 5 0 0 2 0 0 0 2 5 0 0 1/24/1999 1/25/1999 1/26/1999 1/27/1999 1/28/1999 1/29/1999 1/30/1999 1/31/1999 2/1/1999 2/2/1999 2/3/1999 2/4/1999 2/5/1999 2/6/1999 2/7/1999 2/8/1999 2/9/1999 2/10/1999 2/11/1999 2/12/1999 2/13/1999 2/14/1999 2/15/1999 2/16/1999 2/17/1999 2/18/1999 2/19/1999 2/20/1999 2/21/1999 D a t a Distância (Km) D e s l o c a m e n t o ( K m ) L a r g u r a ( K m ) C o m p r i m e n t o ( K m )
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